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Cauchy's functional equation

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5786: 2381: 4185: 254:
an arbitrary real constant, is likewise a family of solutions; however there can exist other solutions not of this form that are extremely complicated. However, any of a number of regularity conditions, some of them quite weak, will preclude the existence of these
4314: 3262: 5607: 3069: 4048: 707: 2208: 6194: 4041: 6146: 639: 572: 1806: 4498: 5385: 6235: 5869: 3151: 4194: 5962:
Thus, in a sense, despite the inability to exhibit a nonlinear solution, "most" (in the sense of cardinality) solutions to the Cauchy functional equation are actually nonlinear and pathological.
5545: 4692: 293: 2458: 4845: 4937: 3158: 4407: 3660: 2010: 3509: 1592: 1449: 5960: 5205: 4447: 2797: 5260: 4625: 4597: 3859: 3570: 3308: 2080: 1316: 5920: 5339: 4523: 3361: 2837: 2622: 164: 95: 5291: 4983: 4656: 1654: 5602: 5482: 5454: 5165: 4873: 3908: 3804: 3709: 2496:
that is, that any disk in the plane (however small) contains a point from the graph. From this it is easy to prove the various conditions given in the introductory paragraph.
2494: 2200: 2172: 2111: 1919: 1887: 1623: 1181: 3755: 3419: 3390: 3098: 2144: 1103: 704: 637: 6259: 5014: 769: 558: 1038: 957: 808: 232: 5066: 4813: 5110: 5088: 5041: 4788: 999: 878: 856: 1859: 1552: 1499: 1153: 4766: 3941: 2933: 2895: 4333: 3459: 2737: 2530: 1351: 1233: 1207: 5509: 5574: 834: 461: 187: 5828: 5808: 5133: 4547: 4355: 3961: 3439: 2860: 2757: 2670: 2650: 2550: 977: 918: 898: 508: 430: 404: 374: 348: 320: 252: 117: 2702: 2582: 2941: 5781:{\displaystyle f(x)=f{\Big (}\sum _{i\in I}\lambda _{i}x_{i}{\Big )}=\sum _{i\in I}f(x_{i}\lambda _{i})=\sum _{i\in I}f(x_{i})\lambda _{i}.} 2376:{\displaystyle f(qv)=f\left({\frac {m}{n}}\,v\right)=f\left({\frac {1}{n}}\,(mv)\right)={\frac {1}{n}}\,f(mv)={\frac {1}{n}}\,m\,f(v)=qf(v)} 4180:{\displaystyle f\left({\frac {r_{1}}{k}}+{\frac {r_{2}a}{k}}\right)+f\left({\frac {-r_{2}a}{k}}\right)=f\left({\frac {r_{1}}{k}}\right)} 6151: 3966: 6097: 1659: 4461: 5871:
Moreover, it is clear that every solution is of this form. In particular, the solutions of the functional equation are linear
5344: 6199: 5833: 3106: 6292:
Hamel, Georg (1905). "Eine Basis aller Zahlen und die unstetigen Lösungen der Funktionalgleichung: f(x+y) = f(x) + f(y)".
5514: 4661: 262: 2402: 29: 4818: 4878: 4360: 6282: 3575: 6072:"Are there any non-linear solutions of Cauchy's equation $ f(x+y)=f(x)+f(y)$ without assuming the Axiom of Choice?" 6237:
each of which could be extended to a unique solution of the functional equation. On the other hand, there are only
4702:
of rational numbers. Note, however, that this method is nonconstructive, relying as it does on the existence of a
1924: 6275:
An introduction to the theory of functional equations and inequalities. Cauchy's equation and Jensen's inequality
3466: 1557: 1356: 560:
are known as Cauchy-Hamel functions and are used in Dehn-Hadwiger invariants which are used in the extension of
5992: – homomorphism between modules, paired with the associated homomorphism between the respective base rings 5925: 5170: 4412: 4309:{\displaystyle {\frac {1}{k}}f\left(r_{1}+r_{2}a\right)+{\frac {-r_{2}}{k}}f\left(a\right)={\frac {r_{1}}{k}}} 2762: 6348: 5210: 4602: 4552: 3812: 3514: 3269: 2015: 1241: 5877: 5296: 3257:{\displaystyle A(x,y)={\begin{bmatrix}1&a\\1&f(a)\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}x\\y\end{bmatrix}}} 4503: 3316: 2802: 2587: 134: 5265: 4942: 4630: 1628: 5579: 5459: 5390: 5138: 5112:
can be written down, the pathological solutions defined below likewise cannot be expressed explicitly.
4850: 3864: 3760: 3668: 2467: 2393: 2177: 2149: 2088: 1896: 1864: 1600: 1158: 561: 483: 256: 3714: 3395: 3366: 3074: 2116: 1043: 644: 577: 6240: 4992: 4715: 712: 513: 1011: 930: 781: 199: 5046: 4793: 467:) there are infinitely many other functions that satisfy the equation. This was proved in 1905 by 5093: 5071: 5019: 4771: 982: 861: 839: 6313: 4525:
is a scaled copy of the rationals. This shows that only linear solutions are permitted when the
1814: 1507: 1454: 1108: 778:
A simple argument, involving only elementary algebra, demonstrates that the set of additive maps
4724: 4658:
However, as we will demonstrate below, highly pathological solutions can be found for functions
3913: 2900: 2865: 4703: 2396:
functions. In particular, it is shown that any other solution must have the property that its
381: 4714:.) There exists models where all sets of reals are measurable which are consistent with ZF + 4318: 3444: 487: 4710:. (In fact, the existence of a basis for every vector space is logically equivalent to the 2707: 2509: 1321: 1212: 1186: 5983: 5977: 5487: 4526: 5550: 8: 4699: 2397: 813: 433: 351: 323: 23: 443: 169: 5813: 5793: 5118: 4768:
exist, we first note that because every vector space has a basis, there is a basis for
4532: 4340: 3946: 3424: 2845: 2742: 2655: 2635: 2535: 962: 903: 883: 493: 415: 389: 377: 359: 333: 305: 237: 128: 102: 2675: 2555: 6278: 6052: 6308: 6044: 407: 4711: 4707: 3064:{\displaystyle L:=\{(r_{1}+r_{2}a,r_{1}+r_{2}f(a)):r_{1},r_{2}\in \mathbb {Q} \}} 490:
is a generalisation of this equation. Functions where there exists a real number
464: 124: 5989: 5971: 5872: 6342: 6056: 6021:
V.G. Boltianskii (1978) "Hilbert's third problem", Halsted Press, Washington
6270: 4695: 120: 6320: 6033:"A Model of Set-Theory in Which Every Set of Reals is Lebesgue Measurable" 2387: 4453: 472: 468: 190: 6032: 296: 194: 2461: 6048: 5810:
is a solution to Cauchy's functional equation given a definition of
6071: 3363:, the transformation is invertible, thus it is bicontinuous. Since 6189:{\displaystyle {\mathfrak {c}}^{\mathfrak {c}}=2^{\mathfrak {c}}} 5484:
can be expressed as a unique (finite) linear combination of the
4036:{\displaystyle {\frac {r_{1}}{k}},{\frac {-r_{2}a}{k}}\in (0,1)} 6141:{\displaystyle \mathrm {card} ({\mathcal {B}})={\mathfrak {c}}} 4986: 327: 1801:{\displaystyle f(mv)=f((-m)(-v))=(-m)f(-v)=(-m)(-f(v))=mf(v)} 4493:{\displaystyle f\colon \alpha \mathbb {Q} \to \mathbb {R} ,} 4694:
based on these linear solutions, by viewing the reals as a
440:
On the other hand, if no further conditions are imposed on
6321:"Overview of basic facts about Cauchy functional equation" 2584:, but is not linear, then its graph is dense on the strip 5380:{\displaystyle f\colon x_{i}\mathbb {Q} \to \mathbb {R} } 2552:
satisfies the Cauchy functional equation on the interval
5980: – Function with a multiplicative scaling behaviour 6230:{\displaystyle f\colon {\mathcal {B}}\to \mathbb {R} ,} 5864:{\displaystyle f\colon {\mathcal {B}}\to \mathbb {R} .} 4549:
is restricted to such sets. Thus, in general, we have
2392:
We prove below that any other solutions must be highly
2388:
Properties of nonlinear solutions over the real numbers
4881: 4721:
To show that solutions other than the ones defined by
4454:
Existence of nonlinear solutions over the real numbers
3233: 3188: 3146:{\displaystyle A:\mathbb {R} ^{2}\to \mathbb {R} ^{2}} 773: 6243: 6202: 6154: 6100: 5928: 5881: 5836: 5816: 5796: 5610: 5582: 5553: 5517: 5490: 5462: 5393: 5347: 5300: 5268: 5213: 5173: 5141: 5121: 5096: 5074: 5049: 5022: 4995: 4945: 4853: 4821: 4796: 4774: 4727: 4664: 4633: 4605: 4555: 4535: 4506: 4464: 4415: 4363: 4343: 4321: 4197: 4051: 3969: 3949: 3916: 3867: 3815: 3763: 3717: 3671: 3578: 3517: 3469: 3447: 3427: 3398: 3369: 3319: 3272: 3161: 3109: 3077: 2944: 2903: 2868: 2848: 2805: 2765: 2745: 2710: 2678: 2658: 2638: 2590: 2558: 2538: 2512: 2470: 2405: 2211: 2180: 2152: 2119: 2091: 2018: 1927: 1899: 1867: 1817: 1662: 1631: 1603: 1560: 1510: 1457: 1359: 1324: 1244: 1215: 1189: 1161: 1111: 1046: 1014: 985: 965: 933: 906: 886: 864: 842: 816: 784: 715: 647: 580: 516: 496: 446: 418: 392: 362: 336: 308: 265: 240: 202: 172: 137: 105: 32: 5994:
Pages displaying wikidata descriptions as a fallback
5540:{\displaystyle f\colon \mathbb {R} \to \mathbb {R} } 5341:
is the constant of proportionality. In other words,
4687:{\displaystyle f\colon \mathbb {R} \to \mathbb {R} } 288:{\displaystyle f\colon \mathbb {R} \to \mathbb {R} } 2453:{\displaystyle \{(x,f(x))\vert x\in \mathbb {R} \}} 131:that there is a single family of solutions, namely 6253: 6229: 6188: 6140: 5954: 5914: 5863: 5822: 5802: 5780: 5596: 5568: 5539: 5503: 5476: 5448: 5379: 5333: 5285: 5254: 5199: 5159: 5127: 5104: 5082: 5060: 5035: 5008: 4977: 4931: 4867: 4840:{\displaystyle {\mathcal {B}}\subset \mathbb {R} } 4839: 4807: 4782: 4760: 4686: 4650: 4619: 4591: 4541: 4517: 4492: 4441: 4401: 4349: 4327: 4308: 4179: 4035: 3955: 3935: 3902: 3853: 3798: 3749: 3703: 3654: 3564: 3503: 3453: 3433: 3413: 3384: 3355: 3302: 3256: 3145: 3092: 3063: 2927: 2889: 2854: 2831: 2791: 2751: 2731: 2696: 2664: 2644: 2616: 2576: 2544: 2524: 2488: 2452: 2375: 2194: 2166: 2138: 2105: 2074: 2004: 1913: 1881: 1853: 1800: 1648: 1617: 1586: 1546: 1493: 1443: 1345: 1310: 1227: 1201: 1175: 1147: 1097: 1032: 993: 971: 951: 912: 892: 872: 850: 828: 802: 763: 698: 631: 552: 502: 455: 424: 398: 368: 342: 314: 287: 246: 226: 181: 158: 111: 89: 5674: 5631: 4932:{\textstyle x=\sum _{i\in I}{\lambda _{i}x_{i}},} 6340: 4458:The linearity proof given above also applies to 4402:{\displaystyle L\cap ((0,1)\times \mathbb {R} )} 3320: 4706:for any vector space, a statement proved using 3655:{\displaystyle f(r_{1}+r_{2}a)=r_{1}+r_{2}f(a)} 6318: 259:solutions. For example, an additive function 3963:be a positive integer large enough such that 836:are vector spaces over an extension field of 4960: 4946: 4718:, and therein all solutions are linear. 3058: 2951: 2672:satisfies the Cauchy functional equation on 2447: 2433: 2406: 2005:{\displaystyle f(v)=f(nn^{-1}v)=nf(n^{-1}v)} 1581: 1575: 5068:We note that because no explicit basis for 3504:{\displaystyle r_{1},r_{2}\in \mathbb {Q} } 1587:{\displaystyle m\in \mathbb {N} \cup \{0\}} 1444:{\displaystyle 0=f(0)=f(v+(-v))=f(v)+f(-v)} 708:Cauchy's multiplicative functional equation 6069: 5974: – Conjugate homogeneous additive map 567:This equation is sometimes referred to as 6220: 5854: 5590: 5533: 5525: 5470: 5373: 5365: 5276: 5153: 5098: 5076: 5051: 4861: 4833: 4798: 4776: 4680: 4672: 4641: 4613: 4511: 4483: 4475: 4435: 4392: 3497: 3401: 3372: 3287: 3133: 3118: 3080: 3054: 2825: 2785: 2610: 2473: 2443: 2342: 2338: 2309: 2278: 2248: 2188: 2160: 2099: 1907: 1875: 1642: 1611: 1568: 1169: 987: 866: 844: 281: 273: 5955:{\displaystyle x_{i}\in {\mathcal {B}}.} 5200:{\displaystyle x_{i}\in {\mathcal {B}}.} 4442:{\displaystyle (0,1)\times \mathbb {R} } 2792:{\displaystyle (0,1)\times \mathbb {R} } 2739:. It suffices to show that the graph of 640:Cauchy's logarithmic functional equation 573:Cauchy's exponential functional equation 6030: 5255:{\displaystyle x_{i}q\mapsto f(x_{i})q} 4620:{\displaystyle \alpha \in \mathbb {R} } 4592:{\displaystyle f(\alpha q)=f(\alpha )q} 119:that solves this equation is called an 6341: 6269: 3854:{\displaystyle r_{1}\geq 0,r_{2}<0} 475:. Such functions are sometimes called 6291: 3565:{\displaystyle r_{1}+r_{2}a\in (0,1)} 3303:{\displaystyle L=A(\mathbb {Q} ^{2})} 2075:{\displaystyle f(n^{-1}v)=n^{-1}f(v)} 1311:{\displaystyle f(0)=f(0+0)=f(0)+f(0)} 569:Cauchy's additive functional equation 6319:Martin Sleziak; et al. (2013). 5915:{\displaystyle f(x_{i}) \over x_{i}} 5334:{\displaystyle f(x_{i}) \over x_{i}} 5115:As argued above, the restriction of 3711:, then it is true by additivity. If 6246: 6180: 6165: 6158: 6133: 4518:{\displaystyle \alpha \mathbb {Q} } 3356:{\displaystyle \det A=f(a)-a\neq 0} 3103:Consider the linear transformation 2832:{\displaystyle \times \mathbb {R} } 2617:{\displaystyle \times \mathbb {R} } 1008:We want to prove that any solution 774:Solutions over the rational numbers 159:{\displaystyle f\colon x\mapsto cx} 90:{\displaystyle f(x+y)=f(x)+f(y).\ } 13: 6211: 6120: 6111: 6108: 6105: 6102: 5944: 5845: 5286:{\displaystyle q\in \mathbb {Q} ,} 5189: 4998: 4978:{\displaystyle \{x_{i}\}_{i\in I}} 4824: 4651:{\displaystyle q\in \mathbb {Q} .} 3266:With this transformation, we have 2652:on the x-axis and y-axis, so that 1649:{\displaystyle -m\in \mathbb {N} } 330:, 1821). In fact, it suffices for 14: 6360: 6301: 6070:E. Caicedo, Andrés (2011-03-06). 5597:{\displaystyle x\in \mathbb {R} } 5477:{\displaystyle x\in \mathbb {R} } 5449:{\displaystyle \xi \mapsto \xi .} 5160:{\displaystyle x_{i}\mathbb {Q} } 4868:{\displaystyle x\in \mathbb {R} } 3903:{\displaystyle r_{1}+r_{2}a>0} 3799:{\displaystyle r_{1}+r_{2}a<0} 3704:{\displaystyle r_{1},r_{2}\geq 0} 2489:{\displaystyle \mathbb {R} ^{2},} 2195:{\displaystyle n\in \mathbb {N} } 2167:{\displaystyle m\in \mathbb {Z} } 2106:{\displaystyle q\in \mathbb {Q} } 1914:{\displaystyle n\in \mathbb {N} } 1882:{\displaystyle m\in \mathbb {Z} } 1618:{\displaystyle m\in \mathbb {Z} } 1176:{\displaystyle q\in \mathbb {Q} } 1040:to Cauchy’s functional equation, 6314:The Hunt for Addi(c)tive Monster 6307:Solution to the Cauchy Equation 5986: – Function made from a set 4043:. Then we have by additivity: 3750:{\displaystyle r_{1},r_{2}<0} 3414:{\displaystyle \mathbb {R} ^{2}} 3385:{\displaystyle \mathbb {Q} ^{2}} 3093:{\displaystyle \mathbb {R} ^{2}} 2139:{\displaystyle q={\frac {m}{n}}} 1098:{\displaystyle f(x+y)=f(x)+f(y)} 699:{\displaystyle f(xy)=f(x)+f(y),} 632:{\displaystyle f(x+y)=f(x)f(y),} 6254:{\displaystyle {\mathfrak {c}}} 5009:{\displaystyle {\mathcal {B}},} 2202:, so, putting things together, 764:{\displaystyle f(xy)=f(x)f(y).} 553:{\displaystyle f(cx)\neq cf(x)} 350:to be continuous at one point ( 6216: 6125: 6115: 6088: 6063: 6024: 6015: 6006: 5898: 5885: 5850: 5762: 5749: 5724: 5701: 5620: 5614: 5563: 5557: 5529: 5437: 5419: 5406: 5400: 5397: 5369: 5317: 5304: 5246: 5233: 5227: 5167:must be a linear map for each 4752: 4746: 4737: 4731: 4676: 4583: 4577: 4568: 4559: 4479: 4428: 4416: 4396: 4385: 4373: 4370: 4030: 4018: 3649: 3643: 3611: 3582: 3559: 3547: 3338: 3332: 3297: 3282: 3217: 3211: 3177: 3165: 3128: 3021: 3018: 3012: 2954: 2938:Claim: The lattice defined by 2922: 2910: 2878: 2872: 2818: 2806: 2778: 2766: 2720: 2714: 2691: 2679: 2603: 2591: 2571: 2559: 2430: 2427: 2421: 2409: 2370: 2364: 2352: 2346: 2322: 2313: 2288: 2279: 2224: 2215: 2069: 2063: 2041: 2022: 1999: 1980: 1968: 1946: 1937: 1931: 1848: 1842: 1830: 1821: 1795: 1789: 1777: 1774: 1768: 1759: 1756: 1747: 1741: 1732: 1726: 1717: 1711: 1708: 1699: 1696: 1687: 1684: 1675: 1666: 1541: 1535: 1523: 1514: 1488: 1482: 1470: 1461: 1438: 1429: 1420: 1414: 1405: 1402: 1393: 1384: 1375: 1369: 1334: 1328: 1305: 1299: 1290: 1284: 1275: 1263: 1254: 1248: 1142: 1136: 1124: 1115: 1092: 1086: 1077: 1071: 1062: 1050: 1033:{\displaystyle f\colon V\to W} 1024: 959:be an additive function. Then 952:{\displaystyle f\colon V\to W} 943: 803:{\displaystyle f\colon V\to W} 794: 755: 749: 743: 737: 728: 719: 690: 684: 675: 669: 660: 651: 623: 617: 611: 605: 596: 584: 564:from 3D to higher dimensions. 547: 541: 529: 520: 277: 227:{\displaystyle f:x\mapsto cx,} 212: 147: 78: 72: 63: 57: 48: 36: 1: 5999: 5061:{\displaystyle \mathbb {Q} .} 4875:can be expressed uniquely as 4808:{\displaystyle \mathbb {Q} ,} 858:, is identical to the set of 6094:It can easily be shown that 5105:{\displaystyle \mathbb {Q} } 5083:{\displaystyle \mathbb {R} } 5036:{\displaystyle \lambda _{i}} 4783:{\displaystyle \mathbb {R} } 994:{\displaystyle \mathbb {Q} } 873:{\displaystyle \mathbb {Q} } 851:{\displaystyle \mathbb {Q} } 20:Cauchy's functional equation 7: 6031:Solovay, Robert M. (1970). 5965: 4847:with the property that any 1854:{\displaystyle f(mv)=mf(v)} 1547:{\displaystyle f(mv)=mf(v)} 1494:{\displaystyle f(-v)=-f(v)} 1148:{\displaystyle f(qv)=qf(v)} 10: 6365: 6261:solutions that are linear. 4761:{\displaystyle f(x)=f(1)x} 3936:{\displaystyle r_{1}>0} 2928:{\displaystyle a\in (0,1)} 2890:{\displaystyle f(a)\neq a} 1808:. Thus far we have proved 166:for any rational constant 5790:It is easy to check that 1597:For any negative integer 5576:is well-defined for all 4328:{\displaystyle \square } 3454:{\displaystyle \square } 127:, it can be shown using 5830:on the basis elements, 2862:is not linear, we have 571:to distinguish it from 562:Hilbert's third problem 6255: 6231: 6190: 6142: 5956: 5916: 5865: 5824: 5804: 5782: 5598: 5570: 5541: 5505: 5478: 5450: 5381: 5335: 5287: 5256: 5201: 5161: 5129: 5106: 5084: 5062: 5037: 5010: 4979: 4933: 4869: 4841: 4809: 4784: 4762: 4688: 4652: 4621: 4593: 4543: 4519: 4494: 4443: 4403: 4351: 4329: 4310: 4181: 4037: 3957: 3937: 3904: 3855: 3800: 3751: 3705: 3656: 3566: 3505: 3455: 3435: 3415: 3386: 3357: 3304: 3258: 3147: 3094: 3065: 2929: 2891: 2856: 2833: 2793: 2753: 2733: 2732:{\displaystyle f(1)=1} 2698: 2666: 2646: 2618: 2578: 2546: 2526: 2525:{\displaystyle t>0} 2490: 2454: 2377: 2196: 2168: 2140: 2107: 2076: 2006: 1915: 1883: 1855: 1802: 1650: 1619: 1588: 1548: 1495: 1445: 1347: 1346:{\displaystyle f(0)=0} 1312: 1229: 1228:{\displaystyle v\in V} 1203: 1202:{\displaystyle v\in V} 1177: 1149: 1099: 1034: 995: 973: 953: 914: 894: 874: 852: 830: 804: 765: 700: 633: 554: 504: 457: 426: 400: 370: 344: 316: 289: 248: 228: 183: 160: 113: 91: 6294:Mathematische Annalen 6277:. Basel: Birkhäuser. 6256: 6232: 6191: 6143: 6037:Annals of Mathematics 5957: 5922:is constant over all 5917: 5866: 5825: 5805: 5783: 5599: 5571: 5542: 5506: 5504:{\displaystyle x_{i}} 5479: 5451: 5382: 5336: 5288: 5257: 5202: 5162: 5130: 5107: 5085: 5063: 5038: 5011: 4980: 4934: 4870: 4842: 4810: 4785: 4763: 4689: 4653: 4622: 4594: 4544: 4520: 4495: 4444: 4404: 4352: 4330: 4311: 4182: 4038: 3958: 3938: 3905: 3856: 3801: 3752: 3706: 3657: 3567: 3506: 3456: 3436: 3416: 3387: 3358: 3305: 3259: 3148: 3095: 3066: 2930: 2892: 2857: 2834: 2794: 2754: 2734: 2699: 2667: 2647: 2619: 2579: 2547: 2527: 2491: 2455: 2378: 2197: 2169: 2141: 2113:has a representation 2108: 2077: 2007: 1916: 1884: 1856: 1803: 1651: 1620: 1589: 1549: 1496: 1446: 1348: 1313: 1230: 1204: 1178: 1150: 1100: 1035: 996: 974: 954: 915: 895: 875: 853: 831: 805: 766: 701: 634: 555: 505: 458: 427: 401: 371: 345: 317: 290: 249: 229: 184: 161: 114: 92: 6349:Functional equations 6241: 6200: 6152: 6098: 6012:Kuczma (2009), p.130 5984:Minkowski functional 5978:Homogeneous function 5926: 5878: 5834: 5814: 5794: 5608: 5580: 5569:{\displaystyle f(x)} 5551: 5515: 5488: 5460: 5391: 5345: 5297: 5266: 5211: 5171: 5139: 5119: 5094: 5072: 5047: 5020: 4993: 4943: 4879: 4851: 4819: 4794: 4772: 4725: 4662: 4631: 4603: 4553: 4533: 4504: 4462: 4413: 4409:, which is dense in 4361: 4341: 4319: 4195: 4049: 3967: 3947: 3914: 3865: 3813: 3761: 3715: 3669: 3576: 3515: 3467: 3445: 3425: 3396: 3367: 3317: 3270: 3159: 3107: 3075: 2942: 2901: 2866: 2846: 2803: 2799:, which is dense in 2763: 2743: 2708: 2676: 2656: 2636: 2588: 2556: 2536: 2510: 2468: 2403: 2209: 2178: 2150: 2117: 2089: 2016: 1925: 1897: 1865: 1815: 1660: 1629: 1601: 1558: 1508: 1455: 1357: 1322: 1242: 1213: 1187: 1159: 1109: 1044: 1012: 983: 963: 931: 904: 884: 862: 840: 814: 782: 713: 645: 578: 514: 494: 444: 416: 390: 360: 334: 306: 263: 238: 200: 170: 135: 103: 30: 4337:Thus, the graph of 3806:, contradiction. 2504: —  1451:from which follows 829:{\displaystyle V,W} 463:then (assuming the 434:Lebesgue measurable 24:functional equation 16:Functional equation 6309:Rutgers University 6251: 6227: 6186: 6138: 5952: 5901: 5861: 5820: 5800: 5778: 5745: 5697: 5651: 5594: 5566: 5537: 5501: 5474: 5446: 5377: 5320: 5283: 5252: 5207:Moreover, because 5197: 5157: 5125: 5102: 5080: 5058: 5033: 5006: 4975: 4929: 4903: 4865: 4837: 4805: 4780: 4758: 4684: 4648: 4617: 4589: 4539: 4515: 4490: 4439: 4399: 4347: 4325: 4306: 4177: 4033: 3953: 3933: 3900: 3851: 3796: 3747: 3701: 3652: 3562: 3501: 3451: 3431: 3411: 3382: 3353: 3300: 3254: 3248: 3222: 3143: 3090: 3061: 2925: 2887: 2852: 2829: 2789: 2749: 2729: 2694: 2662: 2642: 2630: 2614: 2574: 2542: 2522: 2502: 2486: 2450: 2373: 2192: 2164: 2136: 2103: 2072: 2002: 1911: 1879: 1851: 1798: 1646: 1615: 1584: 1554:is proved for any 1544: 1491: 1441: 1343: 1308: 1225: 1199: 1173: 1145: 1095: 1030: 991: 969: 949: 910: 890: 880:-linear maps from 870: 848: 826: 800: 761: 696: 629: 550: 500: 456:{\displaystyle f,} 453: 422: 396: 366: 340: 312: 285: 244: 224: 182:{\displaystyle c.} 179: 156: 129:elementary algebra 109: 87: 6148:; thus there are 5912: 5823:{\displaystyle f} 5803:{\displaystyle f} 5730: 5682: 5636: 5604:and is given by: 5331: 5293:it is clear that 5128:{\displaystyle f} 4888: 4542:{\displaystyle f} 4350:{\displaystyle f} 4304: 4270: 4206: 4171: 4140: 4100: 4075: 4013: 3985: 3956:{\displaystyle k} 3434:{\displaystyle L} 2855:{\displaystyle f} 2752:{\displaystyle f} 2665:{\displaystyle f} 2645:{\displaystyle f} 2628: 2545:{\displaystyle f} 2500: 2336: 2307: 2276: 2246: 2134: 972:{\displaystyle f} 913:{\displaystyle W} 893:{\displaystyle V} 503:{\displaystyle c} 425:{\displaystyle f} 399:{\displaystyle f} 369:{\displaystyle f} 343:{\displaystyle f} 315:{\displaystyle f} 247:{\displaystyle c} 121:additive function 112:{\displaystyle f} 86: 6356: 6335: 6333: 6331: 6297: 6288: 6262: 6260: 6258: 6257: 6252: 6250: 6249: 6236: 6234: 6233: 6228: 6223: 6215: 6214: 6195: 6193: 6192: 6187: 6185: 6184: 6183: 6170: 6169: 6168: 6162: 6161: 6147: 6145: 6144: 6139: 6137: 6136: 6124: 6123: 6114: 6092: 6086: 6085: 6083: 6082: 6067: 6061: 6060: 6028: 6022: 6019: 6013: 6010: 5995: 5961: 5959: 5958: 5953: 5948: 5947: 5938: 5937: 5921: 5919: 5918: 5913: 5911: 5910: 5897: 5896: 5880: 5870: 5868: 5867: 5862: 5857: 5849: 5848: 5829: 5827: 5826: 5821: 5809: 5807: 5806: 5801: 5787: 5785: 5784: 5779: 5774: 5773: 5761: 5760: 5744: 5723: 5722: 5713: 5712: 5696: 5678: 5677: 5671: 5670: 5661: 5660: 5650: 5635: 5634: 5603: 5601: 5600: 5595: 5593: 5575: 5573: 5572: 5567: 5546: 5544: 5543: 5538: 5536: 5528: 5510: 5508: 5507: 5502: 5500: 5499: 5483: 5481: 5480: 5475: 5473: 5455: 5453: 5452: 5447: 5436: 5435: 5426: 5418: 5417: 5386: 5384: 5383: 5378: 5376: 5368: 5363: 5362: 5340: 5338: 5337: 5332: 5330: 5329: 5316: 5315: 5299: 5292: 5290: 5289: 5284: 5279: 5261: 5259: 5258: 5253: 5245: 5244: 5223: 5222: 5206: 5204: 5203: 5198: 5193: 5192: 5183: 5182: 5166: 5164: 5163: 5158: 5156: 5151: 5150: 5134: 5132: 5131: 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Index

functional equation
additive function
rational numbers
elementary algebra
real numbers
linear maps
pathological
linear
continuous
Cauchy
Darboux
monotonic
interval
bounded
Lebesgue measurable
axiom of choice
Georg Hamel
Hamel bases
fifth problem
Hilbert's list
Hilbert's third problem
Cauchy's exponential functional equation
Cauchy's logarithmic functional equation
Cauchy's multiplicative functional equation
pathological
graph
dense
domain
vector space
field

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